[发明专利]一种基于自定义指令的多核通信系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及多核通信领域，尤其涉及在SOC(System-on-a-chip，片上系统)上实现多核通信的系统及方法。

背景技术

随着声音、图像以及视频处理技术的快速发展，消费类电子市场需要性能更加强劲的SOC来实现这些多媒体处理技术，因此多核SOC受到越来越多的研究和重视。而决定多核SOC性能的一个主要因素是SOC中多个处理器(CPU)之间的通信速度，多个处理器通信速度直接影响SOC产品的性能。

现在的多核通信方法通常是基于共享内存技术。共享内存是指在多处理器的计算机系统中，内存被多处理器共同访问。共享内存的多核通信方法是指不同处理器通过向预设的地址单元(共享内存的地址)写入数据，并通知与其通信的另一处理器读取由该处理器写入的数据，从而实现数据共享和交互的通信机制。

但是由于CPU在访问共享内存时需要对数据进行缓存(Cache)，因此每次CPU访问共享内存时都需要刷新缓存。因此在多核SOC芯片中共享内存的多核通信方法需要引入大量时延。该时延等于片内总线时延+缓存更新时延+共享内存访问时延，大大降低了通信执行效率。由此可以看出，如果能够避免共享内存带来的延时，多核通信系统的通信效率将会得到大大改善。

发明内容

本发明提供了一种能够避免共享内存带来时延的基于自定义指令的多核通信系统及方法。

在第一方面，本发明提供了一种基于自定义指令的多核通信系统，包括两个或两个以上CPU以及自定义指令处理单元。源CPU用于识别“发送数据”自定义指令并解析数据所在位置，以及发送该自定义指令码和所述数据。目标CPU用于识别“接收数据”自定义指令，以及发送该自定义指令码和接收所述数据。自定义指令处理单元用于解析来自源CPU的“发送数据”自定义指令码，并根据解析到的内容向目标CPU发送信息以便目标CPU调用“接收数据”自定义指令，以及解析来自目标CPU的“接收数据”自定义指令码，并根据解析到的内容向目标CPU发送信息以便目标CPU接收来自源CPU的所述数据。

在第二方面，本发明提供了一种基于自定义指令的多核通信方法，包括以下步骤：

源CPU识别“发送数据”自定义指令并解析数据所在位置，以及将该数据和该自定义指令码发送到自定义指令处理单元。自定义指令处理单元解析来自源CPU的“发送数据”自定义指令码，根据解析到的内容向目标CPU发送信息以便目标CPU调用“接收数据”自定义指令。目标CPU识别“接收数据”自定义指令，以及将该自定义指令码发送到自定义指令处理单元。自定义指令处理单元解析来自目标CPU的“接收数据”自定义指令码，并根据解析到的内容向目标CPU发送信息以便目标CPU接收所述数据。

在本发明的一个实施例中，自定义指令处理单元包括解析单元，且每个CPU对应一个解析单元，该解析单元用于解析来自与该解析单元相对应CPU的自定义指令码。

在本发明的另一个实施例中，自定义指令处理单元包括仲裁单元，该仲裁单元用于仲裁一个源CPU与另一个源CPU同时访问目标CPU的顺序，用以解决CPU之间访问冲突问题。

在本发明的又一个实施例中，CPU包括中断控制器，用于控制该CPU调用“接收数据”自定义指令。

本发明通过自定义指令方式，在多核通信系统中将若干源CPU中的数据发送到目标CPU中，该自定义指令方法大大地提高了多核通信系统中CPU之间的通信效率，具有重要的应用价值。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1本发明的基于自定义指令的多核通信系统；

图2本发明的基于自定义指令的多核通信流程图。

具体实施方式

本发明的基于自定义指令的多核通信系统包括两个或两个以上CPU以及自定义指令处理单元。本说明书以三核通信系统为例对本发明的基于自定义指令的多核通信系统及方法做详细说明。其它多核通信方法与三核通信方法的基本原理相同，不再重复。

图1是本发明的基于自定义指令的多核通信系统，该系统包括CPU110、CPU120、CPU130及自定义指令处理单元140。

CPU110包括取指单元111、解码单元112、执行单元113、寄存器Rs114、寄存器Rt115、寄存器Rd117以及中断控制器116。